| 成果名称: | 可控亲-疏水转换的聚丙烯酰胺与聚苯乙烯互穿聚合物网络的制备及其在生物质水解液脱毒中的应用 |
| 完成单位: | 中国科学院广州能源研究所 |
| 主要人员: | 林晓清,陈雪芳,唐伟超,齐高相,黎海龙,黄前霖,罗霂榃 |
| 介绍: | ①课题来源与背景: 1)课题来源:广东省科技计划项目 2)课题背景:生物质资源是一种可持续资源,来源广泛、价格低廉、储量丰富,成为理想的替代资源受到广泛关注。如何经济、安全、高效地将碳水化合物转化为其他高附加值的工业品或平台化合物已成为国内外材料、能源和化工领域的研究热点之一。然而,木质纤维素稀酸水解制糖的过程中会同时产生一定量的酸类、醛类和酚类等抑制水解液发酵的毒性物质。因此,发酵前需对水解液进行脱毒处理,改善水解液发酵性能、提高发酵产品得率。 ②技术原理及性能指标: 1)技术原理:申请人通过分析秸秆生物质稀酸水解液中各组分物理化学性质之间的差异,结合液相吸附作用理论,通过两网质量比、第二网交联度、致孔剂用量、种类、以及混合致孔剂中良溶剂与非良溶剂的质量比等IPNs合成条件的调控,利用悬浮共聚法制备不同结构特性的交联聚丙烯酸甲酯(PMA)-交联聚苯乙烯(PS)互穿聚合物网络,优化胺解反应条件,研制出相容的可控亲-疏水转换的聚丙烯酰胺(PMA)与聚苯乙烯(PS)互穿聚合物网络。该IPNs中,PAM是亲水网络,PS是疏水网络。利用PS限制PMA网络的溶胀,实现对不同分子体积及不同极性降解产物的分离。 2)性能指标:优化出第一网交联度为40%;第二网制备过程中,两网质量比为1:3(第一网/第二网),溶剂/(单体+交联剂)用量比为3:2;胺解试剂种类为四乙烯五胺,胺解温度为413K。制备的亲水-疏水聚丙烯酰胺与聚苯乙烯IPNs树脂的比表面积为352.57 m2/g,孔容为1.144 cm3/g,平均孔径为12.97 nm。 ③技术的创造性与先进性: 1)根据被分离对象的特性,定向设计可控亲-疏水转换的互穿聚合物网络(选择合适的色谱分离介质和功能基),使色谱分离有据可依,避免介质筛选的盲目性,属于原创性工作。 2)利用计算机模拟方法构建色谱柱系统模型,模拟不同操作条件下吸附质在色谱柱内的扩散与传质行为,简化了实验,大大降低了时间和成本。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性: 1)技术的成熟程度:目前已完成小试研究。 2)适用范围:本项目利用农业废弃物等生物质资源制备可发酵性糖,第一,不仅可以解决农业废弃物直接燃烧造成的资源浪费及环境污染问题,减少火灾隐患,增加人民生命财产安全系数,同时还能实现“变废为宝”,创造社会效益;第二,有效减轻政府对农业废弃物禁烧方面的压力,为人民群众和政府排忧解难,提高人民身体健康水平;第三,可为社会提供更多的劳动就业机会,减轻失业人员的就业压力,增加农村就业机会和农民收入;第四,可以促进农业产业结构调整,由传统种植业“粮食作物、经济作物、饲料作物”三元结构转变为“粮食作物、经济作物、饲料作物、能源作物”四元结构,为农村开辟新兴产业,有效延长农业产业链,促进我国农业的可持续发展。 3)安全性:低能耗、稳定且安全。 ⑤应用情况及存在的问题: 1)应用情况:暂未进行中试放大研究。 2)存在的问题:在低成本、性能优异的新型亲-疏转换的互穿聚合物网络的设计与制备、基于生物质水解液体系的吸附/脱附操作条件的进一步优化等方面还可以进一步提升。 ⑥历年获奖情况: 1)2017年5月荣获广州市珠江科技新星; 2)项目负责人林晓清入选中国化工学会精细化工专业委员会青年委员; 3)项目负责人林晓清获得Journal of Cleaner Production杰出审稿人。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2021-04-21 |
| 研究起止时间: | 2017-01-01至2019-12-31 |
| 所属行业: | 科学研究和技术服务业 |
| 所属高新技术类别: | 新能源与节能 |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2020-12-31 |
